Kırsal alanlara kıyasla şehirlerdeki iklim, diğerleri arasında sıcaklık, radyasyon ve aerodinamik açısından farklıdır. Büyük bir yığılmanın topikliminin ayırt edici bir unsuru, benzersiz bir iklim olgusunun ortaya çıkmasıdır – kentsel ısı adaları.
Kentsel ısı adası nedir?
“Ada” kelimesinin kendisi, değerleri bir şehrin eteklerine doğru azalan eşmerkezli izotermlerin görüntüsünü ifade eder. Bir şehir planına göre çizilmiş, daha serin banliyölerden oluşan bir “deniz” ile çevrili bir adaya benzer bir şekil oluşturuyorlar. En sıcak yerler genellikle sıkı bir şekilde inşa edilmiş şehir merkezlerinin yanı sıra büyük sanayi tesislerinin bulunduğu alanlardır.
Kentsel ısı adaları, ısı dengesinin dengelenmesinden sorumlu aktif biyolojik yüzeylerin eksikliğinin yerini yoğun ve yüksek binaların aldığı metropol alanlarda meydana gelen en karakteristik mikroiklimsel olaylardan biridir. Oluşumu, şehirdeki termal konveksiyonun çevredeki kentsel olmayan alanlara göre analiz edilmesiyle belirlenir.
Kentsel ısı adalarını tanımlayan temel parametreler yoğunluk, yatay ve dikey aralık ve yapıdır. Yüksek yoğunluklu adalar, şehir ve banliyöler arasındaki sıcaklık farklılıklarının en büyük olduğu yaz aylarında en yaygın olanıdır. Yatay aralık ise binalara bağlıdır. Aynı şekilde binanın yüksekliği de şehrin büyüklüğüne ve sanayi bölgesine bağlı olarak birkaç yüz metreye kadar çıkabilmektedir. Isı adasının yapısına gelince, daha soğuk bir hava alanıyla ayrılmış farklı ısı merkezlerine sahip bir mozaiği andırıyor. Kentsel ısı adaları, hava veya yüzey sıcaklık farkları ölçülerek tanımlanır.
Termal enerji ve iklim üzerindeki etkisi
Isı adalarının olumsuz etkileri, New York, Montreal, Tokyo ve Los Angeles gibi dünyanın dört bir yanındaki büyük aglomerasyonların sakinleri tarafından hissediliyor. Sıcak hava dalgaları, duman veya elektrik kesintileri ile ilişkili ısı stresinin en şiddetli hissedildiği yerler büyük şehirlerdedir.
Adaların görünümü, diğerlerinin yanı sıra yansıttığından daha fazla güneş ışığı depolayan yapı malzemelerinden etkilenir. Bu, karanlık çatıların, betonun ve asfaltın düşük albedolarından kaynaklanmaktadır. Yaz günlerinde, bir binanın yüzeyinin sıcaklığı, kenar mahallelerdeki binalara göre 30°C’ye kadar yükselebilir ve siyah metal çatılar 85°C’ye kadar çıkabilir. Aglomerasyonlardaki ve ötesindeki sıcaklık farklılıkları da havada hissedilir. Gündüz sıcaklıklar 3°C’ye kadar ve geceleri 12°C’ye kadar çıkabilir.
Ancak bir kentsel ısı adasının gücü, yalnızca binaların inşa edildiği malzemeden etkilenmez. Binaların geometrisi de önemli bir rol oynar ve ne yazık ki çoğu zaman kentsel kanyon denilen oluşumları destekler. Binalar ne kadar yüksek ve yoğun olarak düzenlenirse, enerjinin büyük bir kısmı sokaklar ve cepheler tarafından emildiğinden, enerjiyi yansıtmak o kadar az mümkündür. Ayrıca şehrin büyüklüğü ve coğrafi konumu da ısı adalarının yoğunluğunu etkiler. Örneğin, şehir bir vadide bulunuyorsa, hava akışı engellenir ve havalandırma, ısı rezervi biriktirme riskini en aza indiren şeydir.
Antropojenik faktörler de önemlidir. Klima veya ısıtma kullanımından elde edilen enerji, ısı birikimine, dışarıdan algılanan sıcaklığın artmasına ve işletme maliyetlerinin artmasına neden olur. Artan yapay ısı seviyeleri, örneğin tehlikeli kirleticilerin emisyonu ve artan radyasyon seviyesi yoluyla iklim üzerinde olumsuz bir etkiye sahiptir. Sızdıran klima ağları, f-gazları veya karbondioksit, diğer bir deyişle sera gazları sızdırabildikleri için iyi bir örnektir. AC kurulumlarında, ısıyı ileten bir madde olan bir soğutucu akışkan görevi görürler. Elektrik santrallerinin yaz aylarında şehirleri soğutmak için kullandığı kömürün yakılmasıyla ortaya çıkan toz ve sera gazları. Ek olarak, daha fazla kükürt dioksit ve nitrojen oksit yayarlar, bu da özellikle solunum yolu hastalıklarından muzdarip insanlar, yaşlılar ve çocuklar için zararlı olan dumana neden olur.
Kentsel ısı adalarına nasıl karşı koyabiliriz? COOL-R çatılar
Modern inşaatın işi, çevreyi korumak ve geleceğin sakinlerinin yaşam kalitesini iyileştirmek ve böylece kentsel ısı adaları gibi fenomenlerin etkilerini ortadan kaldırmaktır. Mevcut binaların ve sınırlı gelişim alanlarının teknik koşulları bağlamında, en önemli zorluklardan biri mevcut ve gelişmekte olan altyapının yönetimidir.
Kentsel alanların en yüksek noktaları – çatılar – başlamak için iyi bir yer gibi görünüyor. Yüzeyleri, aşırı ısınmayı önleyebilmeleri ve emilen ısıyı etkin bir şekilde yansıtabilmeleri için yüksek yansıma ve emisyon özelliklerine sahip olmalıdır. Yüksek oranda yansıtıcı ve su geçirmez bir sıvı çatı kaplaması olan COOL-R, bu iki faktörü bir araya getiren bir çözümdür. Yüksek sıcaklık farklarının meydana gelme olasılığını en aza indirir. COOL-R çatısının yüzeyi, ortam sıcaklığından yalnızca 3–5°C daha fazla ısınır. Buna ek olarak, ASTM E1980-11 “Yatay ve Düşük Eğimli Opak Yüzeylerin Güneş Yansıma İndeksinin Hesaplanması için Standart Uygulama”nın sonuçları, bunun yakl. Güneş ışığının %86’sı ve emisyon değeri 0.85 ± 0.03’tür, bu da malzemenin ısı emisyonunu kızılötesi radyasyon şeklinde yansıtabileceği anlamına gelir. Bu sayede ısı içeriye iletilmediği için binalar aşırı ısınmaya karşı da korunmuş olur. Bu nedenle, genellikle soğutucuların daha yoğun kullanımını takip eden maliyetler azalır. Bu da daha az sera gazı ve toz emisyonuna yol açar.
Comparing a COOL-R roof with other types of surfaces: properties + temperature differences; Source: Catalog
Ne yazık ki, soğuk yüzeyler ısı adaları sorununu tamamen çözemez. Büyük aglomerasyonlar, yeşil alanların yeniden yapılandırılmasını gerektirir. Yeşil çatılar, dikey bahçeler ve parklar yüzeyi soğutur ve ısınmasını engeller. Bununla birlikte, nihayetinde, hem serin hem de yeşil çatılar bir binanın yenilenmesi sırasında uygulanabilecek bir çözüm olduğundan, kentsel ısı adalarına karşı koymak, şehir plancılarının karşılaştığı en zor zorluk değildir.
